Las primeras galaxias recién nacidas.

Las primeras galaxias del Universo surgieron en forma similar a nuestra Vía Láctea.

Galaxia primigenia, impresión del artista.

Un equipo de astrónomos observó un período que transcurrió poco después del Big Bang, y detectó torbellinos de gas en algunas de las primeras galaxias que se formaron en el Universo. Estas “recién nacidas” (observadas tales como eran hace unos 13.000 millones de años) surgieron formando vórtices similares a nuestra Vía Láctea.

El equipo internacional, encabezado por la Dra. Renske Smit, del Instituto Kavli de Cosmología (Universidad de Cambridge), usó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ubicado en Chile, para observar por primera vez unas galaxias incubadoras de estrellas en el Universo distante. Los resultados de la investigación se publicaron en la revista Nature, enlace artículo, y se presentarán en el congreso número 231 de la Sociedad Astronómica de Estados Unidos (AAS, en su sigla en inglés).

Visualización de datos - Imagen obtenida del telescopio Espacial Hubble con fragmentos del cielo nocturno donde se encontraron las galaxias y dos acercamientos de datos de ALMA.
Crédito: Hubble (NASA/ESA) , ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) , P. Oesch (Universidad de Ginebra) y R. Smit (Universidad de Cambridge).

Como la luz de los objetos distantes tarda en alcanzar la Tierra, al observar objetos situados a miles de millones de años luz podemos observar el pasado y presenciar la formación de las primeras galaxias. Sin embargo, esa parte del Universo está llena de una densa “niebla” de gas de hidrógeno neutro que impide observar la formación de las primeras galaxias con telescopios ópticos.

Smit y sus colegas usaron ALMA para observar dos pequeñas galaxias recién nacidas tales como eran solo 800 millones de años después del Big Bang. Al analizar la “huella” espectral de la luz infrarroja lejana recabada por ALMA, pudieron calcular la distancia de las galaxias y, por primera vez, observar el movimiento interno del gas del que se alimentaron para crecer.

“Antes de ALMA, nunca habíamos presenciado la formación de galaxias con tanto detalle, y tampoco habíamos podido determinar el movimiento del gas en galaxias que se remontan a los inicios de la historia del Universo”, explica el Dr. Stefano Carniani, del Laboratorio Cavendish y el Instituto Kavli de Cosmología de Cambridge.

Los investigadores descubrieron que el gas presente en estas jóvenes galaxias rotaba formando un remolino, en forma similar a nuestra galaxia y otras galaxias más maduras observadas en períodos mucho más tardíos del Universo. Pese a ser relativamente pequeñas (cerca de cinco veces más pequeñas que la Vía Láctea), estas galaxias formaban estrellas a una mayor velocidad que otras galaxias jóvenes y, para sorpresa de los investigadores, eran menos caóticas de lo que se esperaba.

Simulación de disco giratorio. Crédito: R, Crain (LJMU) y J. Greach (U. Herts).

“En el Universo joven, la gravedad generaba un rápido flujo de gas hacia las galaxias que las agitaba y desencadenaba la formación de numerosas estrellas. Y al estallar en violentas explosiones de supernova, estas estrellas agitaban el gas a su vez”, señala Smit, quien realiza un posdoctorado en el marco de una beca Rubicon en Cambridge, otorgada por la Organización Neerlandesa de Investigación Científica. “Creíamos que las galaxias jóvenes serían más ‘desordenadas’ desde el punto de vista dinámico debido al caos generado por la explosión de estrellas jóvenes. Sin embargo, estas minigalaxias resultaron ser capaces de mantener cierto orden y parecen bien reguladas. A pesar de ser muy pequeñas, están en vías de alcanzar rápidamente la ‘madurez’ de galaxias como la nuestra”.

Los datos recabados por este proyecto allanan el camino para estudiar más a fondo las galaxias pertenecientes a los primeros miles de millones de años de las historia cósmica.

Información adicional.

Esta investigación fue presentada en un artículo de Renke Smit et al. titulado “Rotation in [C II] – emitting gas in two galaxies at a redshift of 6.8” (Rotación de [C-II], emisión de gas en dos galaxias con un redshift de 6.8) La investigación fue cofinanciada por el Consejo Europeo de Investigación y el Consejo de Instalaciones Tecnológicas y Científicas del Reino Unido (STFC, en su sigla en inglés).

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

Antenas del ALMA. Crédito: ESO.

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

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• Comunicado de prensa, 10 de enero de 2.018.